在圖*所示的電路中,已知電源為電壓可調的直流電源,R0是滑動變阻器,R是定值電阻,圖*是燈泡L的U﹣I關係圖象...
問題詳情:
在圖*所示的電路中,已知電源為電壓可調的直流電源,R0是滑動變阻器,R是定值電阻,圖*是燈泡L的U﹣I關係圖象.
(1)當開關S接a時,不改變電源電壓,改變滑動變阻器接入電路的電阻,其電壓U與電流I的關係如圖乙所示,求R的阻值;
(2)當開關S接b時,調節電源電壓,使燈泡L正常發光,此時電阻R消耗的功率為2.5W,求燈泡L的額定功率;1min該電路消耗電能多少?
【回答】
解:(1)當開關S接a時,R0與R串聯,電壓表測R0兩端的電壓,電流表測電路中的電流,
當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時,電路中的電流最大,
由圖乙可知,I最大=0.7A,
由I=可得,電源的電壓:
U=I最大R=0.7A×R,
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時,電壓表的示數最大,電路中的電流最小,
由圖象可知,U0=6V,I最小=0.1A,
因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和,
所以,電源的電壓:
U=U0+I最小R=6V+0.1A×R,
因電源的電壓不變,
所以,0.7A×R=6V+0.1A×R,
解得:R=10Ω;
(2)當開關S接a時,L與R串聯,電流表測電路中的電流,
因串聯電路中各處的電流相等,
所以,由P=I2R可得,電路中的電流:
I===0.5A,
由圖乙可知,燈泡兩端的電壓UL=4V,
因燈泡正常發光時的功率和額定功率相等,
所以,燈泡的額定功率:
PL=ULI=4V×0.5A=2W,
R兩端的電壓:
UR=IR=0.5A×10Ω=5V,
則電源的電壓:
U=UR+UL=5V+4V=9V,
1min該電路消耗的電能:
W=UIt=9V×0.5A×60s=270J.
答:(1)R的阻值為10Ω;
(2)燈泡L的額定功率為2W,1min該電路消耗電能為270J.
【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應用,關鍵是根據圖象讀出有用的信息.
知識點:電功率單元測試
題型:計算題